KALOR

Pernahkah kamu minum es teh, es susu, atau es sirup? Nah, ketika membuat es teh, biasanya kita mencampur air panas atau air hangat yang ada di dalam gelas dengan es batu. Air panas atau air hangat memiliki suhu yang lebih tinggi, sebaliknya es batu memiliki suhu yang lebih rendah. Setelah berinteraksi beberapa saat, campuran es batu dan teh panas pun berubah menjadi es teh (campuran es batu dan teh hangat telah mencapai suhu yang sama). Proses yang sama terjadi ketika kita mencampur air panas dengan air dingin. Setelah berinteraksi, air panas dan air dingin berubah menjadi air hangat. Mengapa hal ini bisa terjadi? Mengapa setelah berinteraksi benda-benda tersebut bisa mencapai suhu yang sama? Agar kita dapat dapat menjawab pertanyaan tersebut, mari kita pelajari materi kalor dan perubahan entalpi.

        

               

Apabila benda2 yang memiliki perbedaan suhu saling berinteraksi, akan ada aliran kalor dari benda yang bersuhu tinggi menuju benda yang bersuhu rendah. Aliran kalor akan terhenti setelah kedua benda yang berinteraksi mencapai suhu yang sama. Misalnya kalau kita mencampur air panas dengan air dingin, biasanya kalor mengalir dari air panas menuju air dingin. Kalor berhenti mengalir jika campuran air panas dan air dingin telah berubah menjadi air hangat. Ketika kita memasukkan besi panas ke dalam air dingin, kalor mengalir dari besi menuju air. Kalor akan berhenti mengalir setelah besi dan air mencapai suhu yang sama. Ketika dokter atau perawat menempelkan termometer ke tubuhmu (misalnya kalau dirimu lagi demam), kalor mengalir dari tubuhmu menuju termometer. Kalor akan berhenti mengalir kalau tubuhmu dan termometer telah mencapai suhu yang sama. Kalau termometernya pakai air raksa, maka ketika tubuhmu dan termometer mencapai suhu yang sama, air raksa tidak jalan-jalan lagi. Angka yang ditunjukkan permukaan air raksa merupakan suhu tubuhmu saat itu. Kalau termometer yang dipakai berupa termometer digital, angka pada bagian tengah termometer akan terhenti setelah tubuhmu dan termometer mencapai suhu yang sama. Angka yang ditunjukkan termometer adalah suhu tubuhmu.

Sudah dijelaskan di pendahuluan bahwa apabila dua buah benda yang berbeda temperaturnya saling berinteraksi, maka temperatur benda yang lebih panas berkurang sedangkan temperatur benda yang lebih dingin bertambah. Sesuatu yang berpindah dalam kasus ini disebut kalor.

“Kalor adalah suatu materi yang tidak terlihat, yang mengalir dari benda yang bertemperatur tinggi ke benda yang bertemperatur rendah.”

        Benyamin Thomson/Count Rumford (1753-1814) dengan eksperimen-nya, dia mengebor logam, teramati bahwa mata bor menjadi panas dan didinginkan dengan air (sampai airnya mendidih), tentunya dari teori “kalor”, kalor tersebut lama kelamaan akan habis dan ternyata bila proses tersebut berlanjut terus kalorik tersebut tidak habis, jadi teori kalorik tidak tepat. Jadi kalor bukan materi.

Kalor dan Energi Termal

    Ada suatu perbedaan antara kalor dan energi dalam dari suatu bahan. Kalor hanya digunakan bila menjelaskan perpindahan energi dari  satu tempat ke yang lain.

"Kalor adalah energi yang dipindahkan akibat adanya perbedaan temperatur. Sedangkan energi dalam (termis) adalah energi karena temperaturnya."

Satuan Kalor

    Satuan kalor adalah kalori dimana, 1 kalori adalah kalor yang diperlukan untuk menaikkan temperatur 1 gr air dari 14,5 C menjadi 15,5 C.

  Dalam sistem British, 1 Btu  (British Thermal Unit)  adalah kalor untuk menaikkan temperatur 1 lb air dari 63 F menjadi 64 F.

1 kal = 4,186 J = 3,968 x 10^-3 Btu

1 J = 0,2389 kal = 9,478 x 10^-4 Btu

1 Btu = 1055 J = 252,0 kal

Kesetaraan Mekanik dari Kalor

    Dari konsep energi mekanik diperoleh bahwa bila gesekan terjadi pada sistem mekanis, ada energi mekanis yang hilang. Dan dari eksperimen diperoleh bahwa energi yang hilang tersebut berubah menjadi energi termal.

    Dari eksperimen yang dilakukan oleh Joule (aktif penelitian pada tahun 1837-1847)  diperoleh kesetaraan mekanis dari kalor :

1 kal = 4,186 joule